暴胀后情景中类轴子粒子的模拟

轴子和类轴子粒子（ALPs）是一些最热门的暗物质候选者，具有若干做出不同预言的可行产生情景。在轴子诞生于暴胀之后的情景中，其场产生显著的非均匀性并以高度非线性的方式演化。因此，理解该情景中轴子暗物质的终极丰度和分布需要专门的数值模拟。迄今为止，学界将其努力集中于 QCD 轴子的模拟，该模型预言了轴子质量的特定温度依赖。在此，我们超越 QCD 轴子，并对一组以幂律指数标记的若干可能温度依赖进行模拟。我们研究轴子场的复杂动力学，包括宇宙弦和畴壁的标度、非相对论轴子的能谱、轴子的寿命与内部结构，以及微团块种子。特别地，我们量化了弦—壁网络对暗物质丰度的贡献如何随轴子质量增长快慢而变化。我们发现，温度无关模型产生的暗物质比标准错排计算多 25%。与此通用 ALP 相反，QCD 轴子模型产生暗物质的效率低近六倍。鉴于搜寻 ALPs 的实验活动蓬勃发展，这些结果对直接和间接搜寻具有潜在的广泛意义。